高云昌，馬增旺，王學勇，王 超，邢存旺，趙廣智，王立方，孟憲聰

(1.河北省林業(yè)科學研究院，河北石家莊 050061；2.河北豐寧沙地生態(tài)系統(tǒng)國家定位觀測研究站，河北承德 068357；3.承德市灤平國有林場管理處，河北承德 068256)

河北省位于華北干旱半干旱過渡地帶的土地沙化敏感地區(qū)[1]，沙化土地分布較廣。而位于冀北地區(qū)的壩上高原、山地和永定河上游三大沙化嚴重區(qū)域，既是生態(tài)環(huán)境脆弱區(qū)，也是風沙危害較為嚴重的地區(qū)。河北省環(huán)繞京津，是全省以及京津地區(qū)的生態(tài)屏障。土地沙漠化是環(huán)京津地區(qū)主要的生態(tài)環(huán)境問題之一[2]，河北省的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量，尤其是沙化治理成效，對整個京津冀地區(qū)的生態(tài)安全有著重要的影響。自從國家實施京津風沙源治理和退耕還林還草等生態(tài)林業(yè)工程以來，河北省營造了大面積的人工固沙林，沙化土地逐漸減少，生態(tài)環(huán)境質(zhì)量不斷提高。然而在造林面積不斷擴大的同時，人工固沙林也逐漸出現(xiàn)生長不良、生態(tài)功能退化等不穩(wěn)定現(xiàn)象[2-4]。因此，對河北省的沙化治理現(xiàn)狀，尤其是對不同造林樹種的固沙效果，以及在沙化治理和植被恢復中所存在的問題進行分析，對河北省生態(tài)質(zhì)量提升具有重要意義。

1 河北省沙化土地分布特征

河北省沙化土地主要分布在11個設區(qū)市的78個縣(市、區(qū))，按地域主要分布在壩上沙區(qū)、壩下沙區(qū)、冀西沙區(qū)、黃河故道沙區(qū)、永定河中下游沙區(qū)和冀東沿海沙區(qū)這六大沙區(qū)[5]。按照全國沙漠化治理區(qū)劃，河北省屬于我國北部沙漠化治理區(qū)中的半濕潤地帶沙漠化土地零星分布區(qū)和半干旱草原地帶與荒漠草原地帶沙漠化發(fā)展區(qū)，涵蓋平原、山地和高原3個地貌類型[6]，其中，沙漠化面積最大、最難治理的是北部的張家口和承德2市，包括壩上高原、冀北山地和冀西北間山盆地。壩上高原沙漠化土地治理區(qū)包括張家口市壩上的尚義、康保、沽源、張北4縣和承德市圍場、豐寧2縣的壩上部分，是全省沙漠化最嚴重的地區(qū)。該地區(qū)以高原地貌為主，位于內(nèi)蒙古東南緣，海拔1 300～1 600 m，屬溫帶大陸性季風氣候，具有西北風大、低溫酷寒、少雨干旱、無霜期短等氣候特點，干旱、冰雹、風災、凍害等氣象災害居全省之冠。強勁的西北氣流是造成該區(qū)沙化的最直接動力。山地丘陵沙漠化土地治理區(qū)包括張家口壩下山地和承德(燕山南部)山地，地貌類型為山地、間山盆地和溝谷相間分布。該區(qū)既是首都的主要河源地，又是首都的主要河流地和風道，突出的問題是水土流失嚴重，風蝕與水蝕并存，沙化與水土流失并存；流域內(nèi)主要河流流量減少，污染嚴重；地形變化復雜；局部地區(qū)風沙危害突出。

2 采取的沙化治理措施

河北省在地理位置上環(huán)繞京津，既是風沙的必經(jīng)通道，又是重要的沙源地。雖然河北省的沙化程度在我國并非最為嚴重，但在區(qū)位上十分重要。沙漠化能不能威脅到首都生態(tài)安全，河北省是一個關鍵。1979年，許多學者、專家和新聞界人士發(fā)出了“風沙緊逼北京城”的緊急呼吁。2000年，河北省的懷來縣天漠、豐寧縣小壩子鄉(xiāng)沙化土地、固安縣永定河沙荒地被認為是對北京生態(tài)安全最具威脅的沙漠化土地。

針對河北省沙化特點，采取的治理措施主要包括：①緊密結(jié)合京津風沙源治理工程和退耕還林還草工程，按照適地適樹的原則，采取植樹、播灌、種草等以林業(yè)為主的手段，從而達到恢復植被、增加粗糙度和治理沙化的目的。營造的主要樹種有白榆、華北落葉松、樟子松、楊樹等，灌木包括檸條、沙棘和枸杞。生物治理措施是河北省防沙治沙最主要的技術措施。②針對沙化嚴重的流動沙地，采取機械沙障，利用柴、草、樹枝、黏土、卵石、板條等材料，在沙面上設置各種形式的障礙物，以此控制風沙流動的方向、速度、結(jié)構(gòu)，改變風蝕、沙積狀況，達到防風固沙、阻沙，改變風的作用力及地貌狀況等目的。宣化縣黃羊灘、豐寧縣小壩子鄉(xiāng)流動沙地的治理都采取了機械沙障的方式，取得了顯著的效果。③2003年河北省政府以1號令發(fā)布了《河北省禁牧舍飼管理辦法》，在全國率先實行全面禁牧，加強了對草原生態(tài)環(huán)境的保護，京津風沙源區(qū)全部實行了草地承包制，通過全面禁牧，使天然草地得以休養(yǎng)生息。

3 沙化治理成果

河北省通過加大生態(tài)環(huán)境建設和保護力度，實施三北防護林、京津風沙源治理、退耕還林等生態(tài)建設工程，生態(tài)環(huán)境得到明顯改善。根據(jù)第五次全國沙化和荒漠化監(jiān)測結(jié)果，截至2014年，河北省沙化土地面積2 103 404.5 hm2，比2009年(第四次全國沙化和荒漠化監(jiān)測)減少21 877.9 hm2；荒漠化土地面積為2 020 822.1 hm2，比2009年減少115 643.1 hm2。同時，沙化和荒漠化程度繼續(xù)減輕。全省輕度、中度、重度和極重度沙化土地面積分別為1 900 061.9、191 684.1、11 504.7和153.8 hm2，比2009年分別減少9 404.3、8 912.4、3 468.8和92.3 hm2；全省輕度、中度、重度和極重度荒漠化土地面積分別為1 490 385.6、491 554.9、38 794.7和86.9 hm2，中度、重度、極重度荒漠化土地分別減少406 157.5、83 010.0和897.8 hm2。根據(jù)監(jiān)測結(jié)果，5年來，河北省土地沙化和荒漠化得到有效治理，沙化和荒漠化土地實現(xiàn)雙減少。

4 人工固沙林的固沙效果

營建人工固沙林是河北省防沙治沙的一個重要手段。人工固沙林通過削弱近地層風速，明顯地抑制了風的侵蝕能力，降低了地表輸沙率，從而不同程度地實現(xiàn)固沙目標。林地沙面以上輸沙率變化情況表明了固沙功能實現(xiàn)的程度，是沙漠化治理效果最重要的評價指標[7]。目前冀北地區(qū)主要的固沙造林樹種有白榆、華北落葉松、樟子松、楊樹等。針對6個主要造林樹種、不同林齡的12個類型的人工固沙林，通過對比不同林分近地表0～20 cm高度內(nèi)輸沙率分層分布規(guī)律(表1)[8]，可以比較出不同造林樹種的固沙效果。

從表1可以看出，所有林分的輸沙都發(fā)生在近地面0～12 cm高度內(nèi)，其中，64.7%～90.9%的輸沙集中發(fā)生在近地面4 cm高度內(nèi)，明顯低于沙漠地區(qū)稀疏植被條件下的輸沙分布高度[9]。這說明通過營建人工固沙林，林內(nèi)風速降低，使沙粒很少被搬運到較高的位置而懸浮，甚至完全不再有輸沙發(fā)生，從而起到了固沙作用。

表1 不同人工固沙林近地面20 cm輸沙率

但不同林分類型的固沙作用不同。7年和13年生的白榆林內(nèi)未監(jiān)測到輸沙發(fā)生，說明風蝕現(xiàn)象得到徹底控制。8年生華北落葉松和樟子松林雖然有輸沙，但隨著林齡增加，風蝕逐步得到控制。所有側(cè)柏、北京楊和小葉楊林分內(nèi)均有輸沙發(fā)生，其中北京楊林和9年生小葉楊林輸沙率較高。從整體來看，不同樹種的固沙效果依次為白榆、樟子松、華北落葉松、側(cè)柏、小葉楊、新疆楊，且隨著林齡的增長，各個樹種的固沙效果會增強。

在冀北干旱沙地營建人工固沙林，樹種的選擇很重要。事實證明，楊樹人工固沙林隨著年齡的增長，其抗旱性差的問題會越發(fā)凸顯，在冀北干旱沙地水分承載力有限的情況下，很難繼續(xù)維持楊樹的正常生長，因此也就很難發(fā)揮林分的固沙保土作用。榆樹根系發(fā)達，且耐旱耐寒性較強，對土壤的要求不高，是北方干旱地區(qū)用于營造人工固沙林的主要樹種，也是一種能夠發(fā)揮良好防護功能的樹種。

5 存在的問題與建議

5.1植被恢復土地沙化是我國當前面臨的最為嚴重的生態(tài)問題之一，也是我國生態(tài)建設的重點和難點。自我國實施三北防護林工程以來，力圖通過人工造林的方式恢復沙化土地植被，從而達到防風固沙的目的，而營建人工固沙林也成為了減少沙化危害、遏制沙化蔓延的主要手段。近年來在冀北地區(qū)造林的出發(fā)點仍然是建立在“通過造林達到防風固沙的目的”這一立場。但是，隨著植被恢復學、治沙造林學等學科的發(fā)展，一些學者對沙化地區(qū)尤其是干旱半干旱地區(qū)大面積營造喬木林表示出不同的看法，對固沙林的作用也有所懷疑。問題集中在造林還是種草，純林還是混交林，密林還是疏林。比如，實踐證明，楊樹人工固沙林雖然也發(fā)揮了較好的防護作用，但當林齡達30年左右時，就會過早地衰退，因此楊樹并不適宜在條件惡劣、干旱缺水的零星沙地上廣泛應用，應該作為改造對象，通過逐步混交或更新的方式，替代現(xiàn)有的楊樹樹種，從而達到優(yōu)化經(jīng)營的目的。最近幾年，樟子松在造林中得到了大面積的應用，大面積、高密度的樟子松純林是否是沙區(qū)植被恢復的優(yōu)良選擇，在未來是否存在潛在的生態(tài)隱患，也是一個值得長期跟蹤研究的課題。

5.2林牧矛盾冀北是土地沙化較為嚴重的地區(qū)，也是我國北方典型的農(nóng)牧交錯區(qū)。在農(nóng)牧交錯區(qū)，隨著“天然草原保護”和“京津風沙源治理”等多個重大生態(tài)工程的實施，生態(tài)環(huán)境得到明顯的好轉(zhuǎn)。然而，過度放牧行為對生態(tài)環(huán)境的消極影響始終存在。林地過度放牧造成的危害主要包括：牲畜啃食新植樹苗或林下實生幼苗，對林分的更新產(chǎn)生不利影響[10]；草地過度放牧導致植被衰退[11-13]、土壤退化[14]，尤其是在干旱半干旱的生態(tài)脆弱區(qū)，甚至會造成生態(tài)系統(tǒng)的崩潰。如何解決好林牧矛盾，關鍵在于3個方面：①提高牧民的生態(tài)環(huán)境意識；②正確看待放牧與生態(tài)環(huán)境的辯證關系，合理放牧；③正確處理治沙和治貧的問題，努力增加牧民的致富途徑。

5.3撫育管理中幼齡林是我國的重要后備森林資源。開展中幼齡林撫育，對鞏固造林綠化成果，提高林分質(zhì)量和林地生產(chǎn)力，加快后備森林資源培育具有重要意義。近年來，在大力發(fā)展造林綠化的同時，中幼齡林的撫育問題也相應地引起了重視，部分地區(qū)取得了顯著成效。但是，從整體情況來看，由于缺乏有效的促進手段和措施，撫育管理大大滯后于工程建設，且呈現(xiàn)出積重難返的趨勢，已經(jīng)成為影響林業(yè)生態(tài)工程建設成效的主要因素。要想加強林分的撫育管理，提高森林的經(jīng)營質(zhì)量，首要的問題還是要明確森林的培育目標?，F(xiàn)有人工固沙林的喬木樹種多為用材樹種，造林模式也多為密度較大的純林。考慮到干旱沙地的立地條件等環(huán)境因素，這樣的林分其實并非是發(fā)揮最佳防護效益的生態(tài)林，反而非常適合培育集約經(jīng)營的用材林。即便短期內(nèi)發(fā)揮了它的防風固沙作用，但從長遠來看，終將會遇到林分更新和采伐利用的問題，這就產(chǎn)生了造林目的與經(jīng)營目的不一致的矛盾。因此，應盡快明確固沙林的長遠經(jīng)營目標，制定撫育經(jīng)營管理措施，提高森林經(jīng)營技術，改善森林的質(zhì)量。